地方院校創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)人才培養(yǎng)模式下物理化學(xué)實驗教學(xué)改革的探討

蔡丹丹，劉 葵，董家新

(廣西師范大學(xué) 化學(xué)與藥學(xué)學(xué)院，廣西 桂林 541004)

為全面推進(jìn)高等教育質(zhì)量，提高人才培養(yǎng)質(zhì)量，促進(jìn)學(xué)生全面發(fā)展、推動畢業(yè)生創(chuàng)業(yè)就業(yè)、服務(wù)國家現(xiàn)代化建設(shè)，國務(wù)院提出了《關(guān)于深化高等學(xué)校創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育改革的實施意見》；同時在李克強(qiáng)總理提出“大眾創(chuàng)新、萬眾創(chuàng)業(yè)”和教育部提出“向應(yīng)用技術(shù)型本科轉(zhuǎn)型”的背景下，立足地方經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展，突出服務(wù)地方經(jīng)濟(jì)發(fā)展的應(yīng)用型本科教學(xué)顯得尤為重要，尤其是科學(xué)的實踐教學(xué)方法的實施[1-6]。

廣西師范大學(xué)作為一所省部共建的地方院校，入選教育部"深化創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育改革示范高校"，立足廣西，服務(wù)地方區(qū)域發(fā)展，培養(yǎng)應(yīng)用型創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)特色人才發(fā)揮了重要作用。在化學(xué)教育中，實驗教學(xué)在理論與實踐連接過程中具有承上啟下的作用。而物理化學(xué)實驗作為本科院校化學(xué)、應(yīng)用化學(xué)和制藥等專業(yè)大學(xué)期間必修的基礎(chǔ)實驗課，具有理論性、技術(shù)性和實踐性強(qiáng)、涉及設(shè)備多和探索性強(qiáng)等特點，對于提升學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力和科研思維的培養(yǎng)具有重要作用。本文就物理化學(xué)實驗教學(xué)過程中教學(xué)與實踐過程中遇到的問題提出幾點思考。

1 物理化學(xué)實驗教學(xué)現(xiàn)狀及問題

傳統(tǒng)的物理化學(xué)實驗教學(xué)模式是：在物理化學(xué)理論課學(xué)習(xí)的同時或完成后，學(xué)生預(yù)習(xí)實驗，教師在實驗室講解實驗原理、操作方法及注意事項和數(shù)據(jù)處理方法，然后學(xué)生做實驗，撰寫實驗報告。存在以下問題①實驗內(nèi)容多為性質(zhì)測定和原理驗證的驗證性實驗，與生產(chǎn)實踐脫節(jié)，缺乏一定的應(yīng)用性。②學(xué)生缺乏主動性，師生互動性不足，難以激發(fā)學(xué)生的興趣。實驗都是預(yù)先設(shè)計好的，學(xué)生只需按照教師和教材的思路走，呆板的實驗過程，預(yù)期不變的結(jié)果，模式化的數(shù)據(jù)處理，同時師生之間交流少，極大削弱了學(xué)生的實驗興趣，容易使學(xué)生實驗和報告敷衍了事，束縛了學(xué)生的主動性和創(chuàng)造力。③實驗內(nèi)容和儀器設(shè)備陳舊，沒有及時根據(jù)現(xiàn)代科研和企業(yè)實踐的發(fā)展做出動態(tài)調(diào)整，造成與科研和企業(yè)實際應(yīng)用脫節(jié)，更難以滿足科研創(chuàng)新思維的培養(yǎng)要求[2-6]。

針對這方面的問題，理論、實踐與科研三位一體的教學(xué)模式被很多高校提出，并在物理化學(xué)實驗的教學(xué)取得一定的成果[2-6]。但是對于地方院校學(xué)生，尤其是中西部地方基礎(chǔ)相對薄弱的學(xué)生還需要采取更針對切實可行的科學(xué)實踐教學(xué)方法，這樣才能有助于創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)的雙創(chuàng)型的應(yīng)用型人才的培養(yǎng)。本文主要以地方院校廣西師范大學(xué)的應(yīng)用化學(xué)、化學(xué)、制藥工程等專業(yè)為案例，對物理化學(xué)實驗教學(xué)進(jìn)行了科學(xué)的實踐教學(xué)方法的探索。

2 物理化學(xué)實驗教學(xué)改革探討

根據(jù)高校的改革精神，我校的改革任務(wù)是轉(zhuǎn)型為服務(wù)廣西經(jīng)濟(jì)發(fā)展的高水平大學(xué)，所以我校的物理化學(xué)實驗教學(xué)改革首要任務(wù)是面向廣西，尤其是桂林，服務(wù)地方經(jīng)濟(jì)和社會發(fā)展的需求，同時加強(qiáng)科研的發(fā)展。對于我院化學(xué)與藥學(xué)專業(yè)的學(xué)生來說，就是培養(yǎng)能應(yīng)用化學(xué)和藥學(xué)的基礎(chǔ)理論知識和基本技能進(jìn)行獨立教學(xué)、研究、生產(chǎn)和開發(fā)工作的雙創(chuàng)型應(yīng)用型人才。因此，對物理化學(xué)實驗教學(xué)改革的思考和探索總結(jié)如下：

2.1 堅定目標(biāo)定位，培育專業(yè)精神

在與地方企業(yè)人事交流和就業(yè)學(xué)生回訪中發(fā)現(xiàn)，我校部分學(xué)校對于制藥和化工企業(yè)工作缺乏熱情，興趣不高，存在眼高手低的狀況。所以在學(xué)生培養(yǎng)過程中，首要是樹立正確的觀念，加強(qiáng)愛崗就業(yè)思想教育，客觀定位就業(yè)目標(biāo)，做到干一行愛一行。同時與企業(yè)合作，邀請企業(yè)技術(shù)骨干或事業(yè)有成校友來校做報告，講述他們的成長史；其次是邀請科研有成的校友或?qū)＜?，講述他們的年輕時代，為學(xué)生樹立專業(yè)和學(xué)習(xí)榜樣，可使學(xué)生更有方向，培養(yǎng)正確的專業(yè)精神，為創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)培養(yǎng)應(yīng)用型人才。

2.2 實驗教學(xué)內(nèi)容的改革

制定實驗項目更新計劃，每年以不低于15%的比例更新，逐步減少演示、驗證性的實驗，不斷增加設(shè)計型、綜合型、創(chuàng)新型實驗，啟發(fā)引導(dǎo)學(xué)生自行設(shè)計、獨立操作，鼓勵學(xué)生主動自選設(shè)計實驗。

(1)實驗內(nèi)容與專業(yè)相結(jié)合，激活學(xué)生興趣。通過結(jié)合不同專業(yè)的特點，對傳統(tǒng)的實驗內(nèi)容做出適當(dāng)調(diào)整，與專業(yè)學(xué)科相匹配。這樣能讓學(xué)生理論與生產(chǎn)實踐相結(jié)合，而不會覺得實驗無用論，激活學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。比如制藥工程專業(yè)課程需與制藥專業(yè)結(jié)合起來，將一級反應(yīng)速率常數(shù)測定實驗中的蔗糖水解速率常數(shù)的測定，改為阿司匹林水解速率常數(shù)的測定，用于考察藥物有效期的研究; 燃燒熱的測定中可以增加不同藥物的燃燒熱，探索用燃燒熱來判斷藥物的純度；電位滴定可以使用阿司匹林利用酸堿中和反應(yīng)來滴定其含量等。

(2)加強(qiáng)科研創(chuàng)新型綜合實驗的引進(jìn)。內(nèi)容可以來自于教師的科研成果或在研課題，鼓勵學(xué)生參與到教師的科研中; 或者是學(xué)生根據(jù)社會科研熱點課的興趣課題，這樣能極大激發(fā)學(xué)生的科研實驗興趣，能以主人翁的態(tài)度去完成項目，提升學(xué)生的創(chuàng)新實踐能力，促進(jìn)實驗教學(xué)質(zhì)量的不斷提高。例如：新型鋰離子電池材料的制備研究，與電化學(xué)和新能源材料相關(guān)；羅漢果等廣西特色植物的活性成分及美白抗氧化作用的研究。這些非常容易激活學(xué)生的實驗熱情和團(tuán)隊合作能力，與科研和生產(chǎn)實踐結(jié)合。

2.3 實驗教學(xué)方法的改革

多媒體教學(xué)為主，多種教學(xué)方式并行，開發(fā)虛擬仿真實驗教學(xué)資源和網(wǎng)絡(luò)課程資源的優(yōu)化更新,采用數(shù)據(jù)處理軟件處理數(shù)據(jù)。廣西師范大學(xué)已經(jīng)建設(shè)了國家級化學(xué)實驗示范中心、虛擬仿真實驗教學(xué)中心和物理化學(xué)的精品課程網(wǎng)站，這些都是散落在各地的珍珠，對于物理化學(xué)實驗教學(xué)多模式的進(jìn)行沒有有機(jī)結(jié)合起來。對物理化學(xué)實驗多媒體教學(xué)、虛擬仿真實驗和網(wǎng)絡(luò)課程的完善和結(jié)合，可以為學(xué)生實驗學(xué)習(xí)和理解提供了更多的學(xué)習(xí)模式。一般普通驗證性的實驗，學(xué)生通過PPT和虛擬仿真實驗的學(xué)習(xí)就可以理解，如恒溫槽性能的測試。

多渠道多方式完善“半開放”實驗室管理制度，確實提高開放程度和質(zhì)量。對于綜合型創(chuàng)新實驗來說，僅有上課時間是不可能完成的，必須有充足的實驗時間來查閱資料和探索實驗條件，而實驗試劑和儀器和相關(guān)資金的配套以及實驗室的開放必須的。采用綜合實驗導(dǎo)師制，本科實驗室和導(dǎo)師實驗室相結(jié)合，學(xué)生在綜合設(shè)計實驗環(huán)節(jié)需提交實驗方案、路線、安排、試劑和儀器清單，在教師批準(zhǔn)后，提前預(yù)約相關(guān)實驗室、實驗時間、藥品和儀器，利用課余時間進(jìn)行綜合設(shè)計實驗 。

現(xiàn)代大學(xué)生熱衷網(wǎng)絡(luò)，可以引導(dǎo)學(xué)生利用網(wǎng)絡(luò)有效學(xué)習(xí)，建立學(xué)生學(xué)習(xí)興趣小組，微信群，鼓勵和加強(qiáng)師生和學(xué)生之間借助網(wǎng)絡(luò)溝通和交流，應(yīng)用現(xiàn)代網(wǎng)絡(luò)手段實現(xiàn)資源的挖掘和利用，實現(xiàn)優(yōu)質(zhì)資源的共享。比如網(wǎng)絡(luò)上名校的精品課、公開課、MOOC、百度文庫等，這些都能夠讓學(xué)生學(xué)習(xí)到最先進(jìn)最好的課堂，彌補(bǔ)地方院校師資的弱勢。而對于數(shù)據(jù)處理軟件的學(xué)習(xí)，在網(wǎng)上有非常豐富的資源和教程，可以讓學(xué)生有目的針對性學(xué)習(xí)。如小木蟲論壇有非常多的origin數(shù)據(jù)處理軟件的學(xué)習(xí)，非常便捷，且容易交流。

2.4 強(qiáng)化地方特色內(nèi)容

創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)人才的培養(yǎng)，實施的主體關(guān)鍵還在于教師，教師在學(xué)生的指導(dǎo)過程中始終處于引路人的角色。因此要求教師除了具有一定的科研創(chuàng)新素養(yǎng)外，還需要熟悉實踐教學(xué)內(nèi)容，掌握儀器設(shè)備的使用原理和了解生產(chǎn)的工藝流程，具備一定的生產(chǎn)實踐背景。因此我們的教師帶領(lǐng)學(xué)生去生產(chǎn)實踐和參觀學(xué)習(xí)中，需要教師學(xué)習(xí)了解更多，預(yù)先對企業(yè)的生產(chǎn)相關(guān)有全面的認(rèn)識和交流，從而提升理論與實踐聯(lián)系的能力。這樣在學(xué)生實驗學(xué)習(xí)和實踐學(xué)習(xí)過程能夠很好的互動和引導(dǎo)。如催化劑在物理化學(xué)動力學(xué)中具有重要作用，乙酸乙酯皂化反應(yīng)速率常數(shù)的測定就涉及到催化劑。催化劑的應(yīng)用廣泛，涉及到化工、化學(xué)肥料、醫(yī)藥、水處理、環(huán)境保護(hù)等行業(yè)。如生物制品：醬油、醋、酒、糖、抗生素藥物制備與酶催化有關(guān)；合成氨、硫酸、石油化工等發(fā)展與金屬和過渡金屬氧化物催化劑有關(guān)。柳州化工的合成氨生產(chǎn)線涉及化學(xué)催化、桂林燕京啤酒(漓泉啤酒)的啤酒發(fā)酵涉及酶催化、桂林立白日化的洗衣粉、洗衣液、洗潔精生產(chǎn)線涉及催化皂化反應(yīng)，這些生產(chǎn)線均與物理化學(xué)實驗中動力學(xué)和熱力學(xué)實驗息息相關(guān)，可以很好的提升應(yīng)用實踐能力。

2.5 實驗考核體系的改革

以往的考核評價體系簡單，由實驗報告和平時成績組成，實驗報告易出現(xiàn)抄襲現(xiàn)象，而平時成績帶有很大主觀性，因此不能合理客觀的評價而調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性。采用實驗理論課、學(xué)生預(yù)習(xí)、學(xué)生實踐、實驗報告、師生總結(jié)交流等多階段進(jìn)行考核，并及時把結(jié)果反饋。同時根據(jù)在線的網(wǎng)絡(luò)實驗教學(xué)交流平臺進(jìn)行補(bǔ)充和修正。對于最后的綜合性實驗，按照論文的形式提交實驗報告以訓(xùn)練學(xué)生的科研創(chuàng)新思維，共同交流和提高。

3 結(jié)語

隨著創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育的深入發(fā)展，應(yīng)用型創(chuàng)新型人才的培養(yǎng)是地方院校發(fā)展的重要趨勢。盡管本校對物理化學(xué)實驗課程在專業(yè)精神、教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法、地方特色強(qiáng)化和教學(xué)考核方式等方面做了有益的探索和實踐，對創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)的應(yīng)用型人才培養(yǎng)有一定參考價值，但物理化學(xué)實驗教學(xué)改革是一項長期復(fù)雜的過程，在實踐教學(xué)過程中仍需我們不斷探索。

[1] 陳武華,胡志彪,張著森,等.應(yīng)用型本科大學(xué)轉(zhuǎn)型形勢下物理化學(xué)實驗教學(xué)的幾點思考[J].高師理科學(xué)刊,2016,36(5):101.

[2] 郭 婷，孟 濤，方 伊，等.“理論、實踐與科研三位一體”物理化學(xué)實驗教學(xué)改革[J]．實驗室研究與探索，2015，34(5):138-140.

[3] 蔡丹丹，樊友軍，陳 思．物理化學(xué)實驗教學(xué)改革的探討[J]．廣東化工，2015，42(11):245-246.

[4] 蔡丹丹，樊友軍，董家新．將科學(xué)研究融入物理化學(xué)實驗教學(xué)中的設(shè)想與探索[J]．廣東化工，2018，45(3):185.

[5] 陳占軍,胡傳躍,王書媚,等.應(yīng)用型人才培養(yǎng)背景下物理化學(xué)實驗教學(xué)的探討[J].廣州化工,2017,45(6):175-176.

[6] 劉潤清，黃繼明，吳思展.應(yīng)用型人才背景下地方院校物理化學(xué)實驗教學(xué)的探討[J].山東化工, 2017，46(23):155-156.